一种棒材生产线控制冷却工艺的控制方法和装置的制造方法_3

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流量调整到所设计的轧制生产线所能提供的最大水流量,仍然无法计算得到满足生成工艺 需求的马氏体厚度时,通过所述显示模块4,显示此钢种M采用该控制冷却工艺目标值需重 新调整的提示信息。。其他方法功能的实现,在此不一一赘述。
[0065] 结合本实施例,存在一种优选的方案,其中,在完成所述淬火阶段后进入自回火阶 段,在自回火阶段中所述处理器还用于,
[0066] 通过有限差分模型计算自回火阶段中各结点温度Ti,并计算轧件经过自回火阶段 后所能达到的自回火温度;判断所述自回火温度与预设的目标温度绝对差值是否在第一预 设阈值内,如果不满足则根据所述水流量区间Qm调整水流量;从而确定出同时满足马氏体 厚度又满足自回火温度要求的水流量区间Qf。
[0067] 实施例三
[0068] 本实施例是基于实施例一主体执行步骤基础上,结合了实施例一中介绍的一个或 者多个扩展实现方式后给出的一个功能比较全面的棒材生产线控制冷却工艺的控制方法 的流程图,如图6所示,具体包括以下步骤:
[0069] 在步骤301中,启动实施例二中所述装置中安装的控制系统软件。
[0070] 在步骤302中,操作人员通过装置的显示模块4输入轧制工艺参数,包括:控冷轧 件规格D、轧制速度V,冷却水温Tw、淬火水箱长度L1、钢种M等等。
[0071] 在步骤303中,根据所述钢种M和相应的连续冷却转变曲线特性,确定轧件生成马 氏体的临界相变温度和临界冷却速度。
[0072] 在步骤304中,根据水箱长度值L1和轧件的轧制速度V计算淬火时间tl,并通过 所述淬火时间tl和冷却水温度Tw,计算出达到所述临界相变温度和临界冷却速度时,对应 的最小水流量Qmin。
[0073] 在步骤305中,确定空间步长A r和时间步长A t。
[0074] 由于本发明实施例采用的是有限差分模型计算方式,因此,在确定空间步长Ar 和时间步长At,要求其满足收敛性。
[0075] 在步骤306中,操作人员在获取到最小水流量Qmin后,借鉴所设计的控制冷却工 艺生产线所能提供的水流量范围,输入初始水流量Q。
[0076] 在步骤307中,计算淬火区热流密度ql。
[0077] 具体的,乳件在淬火阶段中与水对流换热过程中,其边界条件可表示为:
[0078] ql = h(TE-Tw) (1)
[0079] h = 1000 ?0? 36W〇.556 ( 2)
[0080] W= ^ (3)
[0081] 式(1)、⑵、(3)中:ql为热流密度W/m2;h为轧件与水的对流换热系数WAm 2 ?!(); 1为轧件表面温度K ;TW为冷却水温度K ;W为水流密度!V(m2 ? s) ;Q为冷却水流量m3/h ;A 为冷却轧件表面积m2。
[0082] 在步骤308中,应用有限差分模型计算淬火阶段中各结点温度Ti,冷却速度Vi。
[0083] 由于淬火阶段轧件各个结点的温度变化可以认为是匀速,因此,在通过实施例一 得出热量传递关系后,便能确定各个结点温度Ti和冷却速度Vi。
[0084] 在步骤309中,判断生成的马氏体组织厚度是否满足要求。判断结果为满足 则进入步骤310 ;如果判断结果为不满足,则进入步骤306调整水流量后,再次执行步骤 307-309〇
[0085] 在步骤310中,计算空冷区热流密度q2。
[0086] 在运输辊道上空冷的过程中,其边界条件可表示为:
[0087] q2 = e 〇 [TE+273)4-(Ta+273)4] (4)
[0088] 式(4)中:e为钢坯黑度系数,通常取〇. 7~0. 8 ; 〇为斯蒂藩-玻尔兹曼常数, 它是个自然常数,其值为5. 67X10-8(W/m2 ? K4) ;Ta为环境温度,取25°C。
[0089] 在步骤311中,应用有限差分模型计算空冷中各结点温度Ti和冷却速度Vi。
[0090] 在步骤312中,判断轧件断面各结点是否完成相变,即判断是否达到生成相变组 织的结束条件的结点温度。如果判断完成了,则进入步骤313 ;如果判断没完成,则累加时 间步长A t,回到步骤312继续计算结点温度Ti。
[0091] 在本实施例中,默认的空冷长度能够使轧件断面的各结点均完成相变。
[0092] 在步骤313中,输出结果。
[0093] 本实施例结合了实施例一和实施例二,并就具体的如何通过递归流程,依据淬火 阶段马氏体组织生成条件和空冷阶段其它相变组织生成条件判断,针对水流量的确定给出 了详细的阐述。接下来的实施例四将进一步结合实施例一中针对自回火温度要求,进行详 尽的阐述。
[0094] 实施例四
[0095] 本实施例是基于实施例一主体执行步骤基础上,结合了实施例一中介绍的一个或 者多个扩展实现方式后给出的一个功能比较全面的棒材生产线控制冷却工艺的控制方法 的流程图,如图7所示,具体包括以下步骤:
[0096] 在步骤401中,启动实施例二中所述装置中安装的控制系统软件。
[0097] 在步骤402中,操作人员通过装置的显示模块4输入轧制工艺参数,包括:控冷轧 件规格D、轧制速度V,冷却水温Tw、淬火水箱长度L1、钢种M等等。
[0098] 在步骤403中,根据所述钢种M和相应的连续冷却转变曲线特性,确定乳件生成马 氏体的临界相变温度和临界冷却速度。
[0099]在步骤404中,根据水箱长度值L1和轧件的轧制速度V计算淬火时间tl,并通过 所述淬火时间tl和冷却水温度Tw,计算出达到所述临界相变温度和临界冷却速度时,对应 的最小水流量Qmin。
[0100] 在步骤405中,确定空间步长Ar和时间步长A t。
[0101] 由于本发明实施例采用的是有限差分模型计算方式,因此,在确定空间步长Ar 和时间步长At,要求其满足收敛性。
[0102] 在步骤406中,操作人员在获取到最小水流量Qmin后,借鉴所设计的棒线材生产 线控冷工艺所能提供的水流量范围,输入初始水流量Q。
[0103] 在步骤407中,计算淬火区热流密度ql。
[0104] 具体的,乳件在淬火阶段与水对流换热过程中,其边界条件可表示为:
[0105] ql=h(TE-Tw) (1)
[0106] h = 1000 ?0? 36W〇.556 ( 2)
[0107] W= | (3;
[0108] 式(1)、⑵、(3)中:ql为热流密度W/m2;h为轧件与水的对流换热系数WAm 2 ?!(); 1为轧件表面温度K ;T w为冷却水温度K ;W为水流密度!V(m 2 ? s) ;Q为冷却水流量m3/h ;A 为冷却轧件表面积m2。
[0109] 在步骤408中,应用有限差分模型计算淬火阶段中各结点温度Ti,冷却速度Vi。
[0110] 由于淬火阶段轧件各个结点的温度变化可以认为是匀速,因此,在通过实施例一 得出热量传递关系后,便能确定各个结点温度Ti和冷却速度Vi。
[0111] 在步骤409中,判断生成的马氏体组织厚度是否满足要求。判断结果为满足 则进入步骤410 ;如果判断结果为不满足,则调整水流量后进入步骤407,再次执行步骤 407-409。
[0112] 在步骤410中,进一步计算在结束自回火阶段时,达到的自回火温度是否满足预 设目标温度。如果达到了,则进入步骤411 ;如果没有达到则调整水流量,再次执行步骤 407-410。
[0113] 在步骤411中,判断是否记录完允许生成马氏体组织厚度,在最大值和最小值 时,所对应的水流量值。如果已经记录完则进入步骤412 ;如果没有记录完所述允许生成 马氏体组织厚度,最大值和最小值情况下的水流量,则调整水流量值,然后再次执行步骤 407-411。
[0114] 其中,需求的马氏体厚度为一个区间值,可以由所述控制系统自身存储的参数值, 也可以是有操作人员在步骤402中输入完成,在此不作特殊限定。
[0115] 在步骤412中,记录满足条件409-411的水流量值,得到水流量区间Qf。
[0116] 在步骤413中,计算空冷区热流密度q2。
[0117] 在运输辊道上空冷的过程中,其边界条件可表示为:
[0118] q2 = e 〇 [TE+273
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